Wie KI Montagereihenfolgenfehler in der komplexen Produktfertigung erkennt

Komplexe Produkte mit Dutzenden Montageschritten haben eine festgelegte Reihenfolge, die eingehalten werden muss. Eine Dichtung vor dem Verschrauben einer Abdeckung einzulegen, klingt offensichtlich, doch in einem Produkt mit 50 Montageoperationen sind manche Reihenfolgenabhängigkeiten subtil. Ein Kabelbaum muss verlegt werden, bevor eine Halterung montiert wird, weil die Halterung den Verlegeweg verdeckt. Ein Lager muss eingepresst werden, bevor eine Welle eingeführt wird, weil die Welle den Zugang zur Lagerbohrung versperrt.

Treten solche Reihenfolgenfehler auf, ist die Folge Nacharbeit: das Produkt teilweise zu zerlegen, um die Operation in der falschen Reihenfolge zu korrigieren. In schweren Fällen wird der Fehler erst im Feld bemerkt, wo die Reparaturkosten Größenordnungen höher sind.

Warum Reihenfolgenfehler entstehen

In der manuellen Montage sind Reihenfolgenfehler eine natürliche Folge menschlicher Variation. Eine aus dem Gedächtnis arbeitende Person überspringt unbeabsichtigt einen Schritt und merkt es später. Eine nach Papieranweisung arbeitende Person liest die Reihenfolge falsch. Bei hohem Produktionsdruck wählen Mitarbeitende mitunter Abkürzungen, die harmlos wirken, aber die geforderte Reihenfolge verletzen.

In der Mixed-Model-Montage kann die Reihenfolge zwischen Produktvarianten variieren. Wer zwischen Varianten wechselt, befolgt möglicherweise die Reihenfolge der falschen Variante. Selbst erfahrene Mitarbeitende machen diese Fehler gelegentlich.

Wie KI Reihenfolgenfehler erfasst

KI-Vision-Systeme überwachen den Montageprozess und prüfen, dass jede Operation in der korrekten Reihenfolge erfolgt. Auf den Montagebereich gerichtete Kameras erfassen Bilder nach jeder Operation. Die KI analysiert jedes Bild, um zu bestimmen, welche Operationen abgeschlossen sind, und vergleicht den aktuellen Zustand mit dem erwarteten Zustand an diesem Punkt der Sequenz.

Fehlt eine Operation oder ist sie außer der Reihenfolge, alarmiert das System die Person umgehend. Das ist deutlich wirksamer als eine Endkontrolle, die nur die Folgen von Reihenfolgenfehlern (etwa einen eingeklemmten Kabelbaum) erkennen kann, nicht aber den Fehler selbst. Indem Fehler dort erfasst werden, wo sie entstehen, ist die Korrektur minimal statt aufwendiger Demontage.

Training des Vision-Systems

Eine KI darauf zu trainieren, den Montagezustand zu erkennen, erfordert Bilder des Produkts in jedem Montagezustand. Diese Trainingsdaten werden während der Inbetriebnahme erfasst, häufig durch Fotografieren eines korrekt Schritt für Schritt montierten Produkts. Die KI lernt, wie das Produkt nach jeder Operation aussehen sollte und wie das Fehlen jeder Operation aussieht.

Bei Produkten mit vielen Varianten muss das Training jeden Variantenpfad abdecken. Transferlernen hilft dabei: Eine KI, die auf einer Variante trainiert wurde, kann mit weniger zusätzlichen Trainingsbildern an ähnliche Varianten angepasst werden.

Integration mit Montagesystemen

Das Vision-System integriert sich mit Werkzeugsteuerungen, um die Bedienung von Werkzeugen bei falscher Reihenfolge zu unterbinden. Soll ein Drehmomentschlüssel erst genutzt werden, wenn eine bestimmte Baugruppe sitzt, wird das Werkzeug elektronisch gesperrt, bis das Vision-System die Voraussetzung bestätigt. Dieser Poka-Yoke-Ansatz macht es physisch unmöglich, Operationen außerhalb der Reihenfolge auszuführen.

Mehr zur KI-Fehlersicherung in der Fertigung finden Sie auf der FirmAdapt-Analyseseite zur Fertigung.